- 中國南水北調工程:前期工作卷
- 《中國南水北調工程》編纂委員會編著
- 13484字
- 2021-10-22 20:06:24
第四章 南水北調工程實施方案
第一節 總體規劃階段
2000年9月,水利部提出了《南水北調工程實施意見》,重點分析了北方地區面臨的缺水形勢,就南水北調工程的總體布局、近期實施方案、投資結構與籌資方式、生態建設與環境保護等主要方面進行了分析論證,并先后征求了國家計委、中咨公司和部分資深專家的意見。
2000年9月27日,國務院召開南水北調工程座談會,國務院總理主持會議,聽取了水利部關于《南水北調工程實施意見》的匯報和國家計委、中咨公司及與會專家的意見,對南水北調工作作了重要指示。會議指出,南水北調工程是解決我國北方水資源嚴重短缺問題的特大型基礎設施項目,南水北調工程的規劃和實施要建立在節水、治污和生態環境保護的基礎上,務必做到先節水后調水、先治污后通水、先環保后用水。會議強調,南水北調工程的實施勢在必行,但是各項前期準備工作一定要做好。關鍵在于搞好總體規劃,全面安排,有先有后,分步實施。從此拉開了南水北調工程總體規劃的序幕。
根據黨的十五屆五中全會通過的《中共中央關于制定國民經濟和社會發展第十個五年計劃的建議》中關于“加緊南水北調工程的前期工作,盡早開工建設”的精神,以及中央領導的一系列重要指示,國家計委、水利部于2000年12月21—23日在北京召開了南水北調工程前期工作座談會,建設部、國家環境保護總局、中咨公司以及北京市、天津市、河北省、山東省、河南省、江蘇省、湖北省政府的負責人出席了會議。會議部署了南水北調工程的總體規劃工作,要求南水北調工程沿線各省(直轄市)抓緊編制城市水資源規劃,重點開展節水、治污、供水、水資源配置和水價調整等專項規劃,把“三先三后”的原則真正落到實處;總體規劃要在認真做好水資源合理配置的基礎上,開展需調水量預測與分析;依據“統籌兼顧、全面規劃、分期實施”的原則,研究論證南水北調工程的總體布局和分期實施方案;按照適應社會主義市場經濟體制的要求,進一步推進水利工程建設與管理體制的改革。要通過南水北調工程的興建,促進節約用水、水污染防治和生態系統修復,保障經濟社會的穩定、健康發展。
南水北調工程總體規劃按照“節水治污”“資源配置”“總體布局”和“機制體制”四個部分展開工作。
“節水治污”部分的工作重點是分析研究受水區和調水區的節水、治污以及生態環境保護三大問題,編制了《南水北調節水規劃要點》《南水北調東線工程治污規劃》和《南水北調工程生態環境保護規劃》。
“資源配置”部分的工作重點是論證水資源的科學配置方案。通過分析北方受水區的缺水現狀,研究規劃水平年的需水要求,在充分考慮節水、治污、挖潛后的需調水量以及分析調水區水資源狀況的基礎上,確定合理的工程調水規模和方案,編制了《南水北調城市水資源規劃》《海河流域水資源規劃》和《黃淮海流域水資源合理配置研究》。
“總體布局”部分的工作重點是通過多種方案比選,論證工程總體布局和分期實施方案,編制了《南水北調東線工程規劃(2001年修訂)》《南水北調中線工程規劃(2001年修訂)》《南水北調西線工程規劃綱要及第一期工程規劃》和《南水北調工程方案綜述》。
“機制體制”部分的工作側重于研究南水北調工程的籌資方案、水價形成機制以及建設與管理體制,編制了《南水北調工程水價分析研究》和《南水北調工程建設與管理體制研究》。
《南水北調工程總體規劃》(簡稱《總體規劃》)是在上述四部分工作所形成的12個附件和45項專題研究的基礎上經綜合分析研究集成的。規劃編制堅持民主論證、科學比選的原則,對社會各界和不少專家的建議進行了認真研究,對參與比選的重要線路都組織了現場復堪或查勘,補充或更新了大量基礎資料。對12個附件開展了跨學科、跨部門、跨地區的技術協作。參與總體規劃工作的單位,除了水利系統的10個規劃、設計和科研單位外,還有國務院有關部(委、局、中心)的14個科研教育單位和南水北調東、中線工程沿線7省(直轄市)及44個地級市政府的計劃、水利、建設、環保、國土、農業、物價等部門。參與規劃與研究工作的涉及經濟、社會、環境、農業、水利等眾多學科的科技人員超過2000人。為了保證規劃和研究成果的質量,水利部先后召開了近百次專家咨詢會、座談會和審查會,與會專家近6000人次,其中有中國科學院和中國工程院院士30人、110多人次,廣泛聽取了專家們的意見和建議。此外,水利部有關部門和流域機構曾多次與沿線各省(自治區、直轄市)政府的有關部門交換意見,相互溝通。
南水北調工程總體規劃與以往的規劃相比較,主要有四個方面的特點:
(1)把生態建設與環境保護放在更加突出的位置。黃淮海流域是我國嚴重缺水地區。20世紀80年代以來,由于長期干旱和經濟社會的不斷發展,水資源供需矛盾日趨尖銳,許多河道斷流、湖泊干涸,地下水過量超采,地面沉降塌陷,水體嚴重污染,直接危及人民群眾的身體健康,制約經濟社會的可持續發展。總體規劃強調南水北調的根本目標是改善和修復黃淮海平原和膠東地區的生態環境。同時,在保證調水區可持續發展的基礎上,高度重視調水區的生態建設和環境保護,科學合理確定南水北調工程的調水規模。
(2)在水資源合理配置的基礎上確定調水規模。南水北調工程的近期供水目標,主要是城市的生活和工業用水,同時兼顧農業和生態用水。解決農業缺水主要依靠發展節水灌溉、調整種植結構等措施,提高農業用水的效率。同時,將城市擠占的農業用水份額退還給農業,以及將城市污水處理達標后的水量部分供給農業。在豐水季節,通過合理調度還可直接向農業和生態補水。在充分考慮節水、治污和挖潛的基礎上,合理配置受水區的生活、生產、生態用水。經論證,規劃到2050年南水北調東、中線和西線工程多年平均調水規模分別為148億m3、130億m3和170億m3,合計為448億m3。
(3)工程建設實行統籌兼顧、全面規劃、分期實施。考慮到受水區的需水量增長是一個動態過程,節水、治污和配套工程建設將有一個實施過程,生態建設和環境保護也需要有一個觀察和實踐的過程,對南水北調工程的實施應當既積極而又慎重。經論證,東線和中線將分別按三期和二期建設,其一期工程可以先期實施。東線工程將在加強治污和水質保護的基礎上,一期工程抽江規模89億m3(其中新增抽江規模39億m3,江蘇現有的年調水能力50億m3),向山東供水16.8億m3。中線工程將以加壩擴容后的丹江口水庫為水源,一期工程調水規模為95億m3,向黃河以北輸水63億m3。東線和中線一期工程將分別于2007年和2010年前建成。西線工程要繼續進行前期工作,規劃分三期建設,一期工程將于2010年前后開工,年調水規模為40億m3。
(4)建立適應社會主義市場經濟體制改革要求的建設管理體制和水價形成機制。按照“政府宏觀調控、準市場運作、現代企業管理、用水戶參與”的原則,分析論證了中央和地方共同出資建設,按各地需水量多少籌集地方資本金,組建有限責任公司作為南水北調主體工程項目法人的必要性和可行性;按照“還貸、保本、微利”和實行兩部制水價的原則,論證了建立新的水價形成機制的重要性和現實性。東線和中線工程口門水價測算以及受水區用水戶水價承受能力分析的成果表明,南水北調主體工程可以實現良性運行。
水利部于2002年1月完成了《南水北調工程總體規劃(征求意見稿)》,并于2002年2月初分別送國家計委、財政部、農業部、建設部、交通部、國家環境保護總局6部(委、局)以及京、津、冀、豫、鄂、魯、蘇、皖、陜9省(直轄市)人民政府征求意見。與此同時,國家計委和水利部多次聽取了有關部門和部分院士、專家的意見。2月25日向全國政協進行了匯報。2月26日向全國人大農業與農村委員會進行了匯報。
國務院有關部(委、局)、南水北調東線和中線工程沿線有關省(直轄市)人民政府和中國科學院、中國工程院部分院士及各方面專家基本同意《總體規劃》提出的水資源配置、總體布局、工程規模、分期實施方案、工程投資估算和經濟財務評價等。部(委、局)的意見相對比較集中在運營機制與管理體制上,地方政府的意見相對比較集中在工程規模與籌資方案上,但都共同希望盡早實施南水北調工程,在“十五”期間抓緊開工建設東線一期工程和中線一期工程,以緩解北方嚴重缺水的狀況。
根據征求的各方面意見,水利部對《總體規劃》進行了認真修改,于2002年7月完成了《總體規劃》及12個附件,與國家計委聯合呈報國務院審批。
一、南水北調工程總體布局與實施安排
(一)南水北調工程總體布局
長江是我國最大的河流,水資源豐富且較穩定,多年平均徑流量約9600億m3,特枯年有7600億m3。長江的入海水量約占天然徑流量的94%以上。從長江流域調出部分水量,緩解北方地區缺水是可行的。這是南水北調工程選擇以長江為水源的基本依據。同時,從長江調水地理條件優越。長江自西向東流經大半個中國,上游靠近西北干旱地區,中下游與最缺水的黃淮海平原及膠東地區相鄰,興建跨流域調水工程在經濟技術條件方面具有顯著優勢。
從社會、經濟、環境、技術等方面,在反復分析比較了50多種規劃方案的基礎上,逐步形成了分別從長江下游、中游和上游調水的東、中線和西線三條調水線路。總體規劃經過進一步的分析論證,仍推薦東、中線和西線三條調水線路。通過三條調水線路與長江、黃河、淮河和海河四大江河的聯系,逐步構成以“四橫三縱”為主體的中國大水網。這樣的總體布局,有利于實現我國水資源南北調配、東西互濟的合理配置格局,對協調北方地區東、中部和西部可持續發展對水資源的需求,具有重大的戰略意義。
全面分析研究我國的地勢、山脈、水系、水土資源分布狀況和經濟社會現狀及其發展趨勢,是擬定以長江為水源的南水北調工程布局的依據。南水北調工程東、中線和西線三條線路的總體布局,可基本覆蓋黃淮海流域、膠東地區和西北內陸河部分地區,基本可以安全、經濟地解決北方缺水地區的需水與供水矛盾。西線工程布設在我國最高一級臺階的青藏高原上,居高臨下,具有供水覆蓋面廣的優勢。但是長江上游水量相對有限,且工程艱巨,投資較大,主要向黃河上中游和西北內陸河部分地區供水,相機向黃河下游補水。中線工程近期從長江的支流漢江引水,遠景從長江三峽庫區補水,從第三臺階的西側通過,可自流向黃淮海平原大部分地區供水。東線工程位于第三臺階的東部,直接從長江干流下游取水,水量豐富,但因輸水線路所處的地勢較低,在黃河以南需逐級抽水北送,黃河以北可以自流,宜向黃淮海平原東部和膠東地區供水。
東、中線和西線三條線路,可利用黃河由西向東貫穿我國北方的天然優勢,采取工程措施后可以與黃河相連接,并通過優化運行調度,實現南水北調工程和黃河之間的水量合理調配。東線工程可利用現有的東平湖退水閘或穿黃工程的南岸輸水渠退水閘向黃河補充長江水,又可通過位山引黃渠道、膠東地區輸水工程由黃河補充山東的部分用水量。中線工程一方面在穿黃工程南岸設置了退水閘,遇漢江、淮河豐水年,在黃河枯水時可向黃河補水;另一方面規劃了從黃河待建的西霞院水庫與中線總干渠的連接渠,遇漢江特枯年份,可引黃河水進入中線總干渠應急補水,提高黃河以北地區的供水保證程度。西線工程建成后,除向黃河上中游和西北內陸河部分地區補水外,也可通過黃河向東線和中線的輸水渠道補水。隨著黃河上游西北各省(自治區)的經濟社會發展和用水量的增加,必將減少進入黃河干流和下游的水量。故在西線未實施前,由于東線和中線的實施,可補充下游沿黃兩岸的供水不足,也有利于保證上游西北地區的用水,支持西部大開發。
隨著“四橫三縱”骨干水網的逐步形成和暢通,各流域和水系之間通過建設控制建筑物進行水力連接,運用現代化的測報、預報以及通信和監控手段,實現大范圍的水資源優化調度,可較大幅度地提高各地區的供水保證程度和充分發揮南水北調工程的效益。
規劃東、中線和西線到2050年調水總規模為448億m3,可基本緩解受水區水資源嚴重短缺的狀況,并逐步遏制因嚴重缺水而引發的生態環境日益惡化的局面。
東線工程從長江下游引水,水源豐沛,可利用現有泵站和河道,工程較簡單,投資較小,易于分期建設。黃河以南需建13級泵站提水,總揚程65m。輸水工程有90%以上可利用現有河道,沿線有洪澤湖、駱馬湖、南四湖、東平湖等湖泊調蓄。沿線現有河道、湖泊均有行洪、排澇、航運和調水功能,省際和地區間水事矛盾多,運行管理較復雜。沿線水質污染嚴重,尤其是南四湖和東平湖周邊地區污染特別嚴重,處理難度較大,這是實施東線工程的難點。
中線工程地理位置優越,可基本自流輸水,工程投資較大;水源水質好(為Ⅱ類水),規劃輸水干線與現有河道全部立交,水質易于保護;輸水渠線所處位置地勢較高,可解決京、津、冀、豫4省(直轄市)京廣鐵路沿線的城市供水問題,還有利于改善生態環境;沿線省(直轄市)要求實施中線工程的積極性高。近期從丹江口水庫取水,雖然可調水量比從長江干流取水相對較少,但已能滿足近期北方城市缺水需要,技術經濟條件優越。遠景可根據黃淮海平原的需水要求,從長江三峽庫區調水到漢江,有充足的后續水源。作為中線近期水源的丹江口水庫,從保證調水并結合防洪的要求考慮,需要按正常蓄水位170m加高大壩,安置移民約25萬人。為避免和減輕調水對漢江中下游工農業取水、航運和生態環境的影響,需要采取必要的工程措施。此外,輸水總干渠上能夠直接用于調蓄的在線水庫較少,需要采取科學調度來保證供水。
西線工程從長江上游通天河和大渡河、雅礱江及其支流調水,與黃河上游距離較近,控制范圍大,可向黃河上中游6省(自治區)及西北內陸河部分地區供水,也可向黃河中、下游相機補水,為西部大開發提供水資源保障,改善西部地區的生態環境,有效緩解黃河下游的斷流問題。該工程引水的水源點多,調水區的水質好,但因地處長江上游,水量相對有限。為此,遠景還可考慮從怒江、瀾滄江等河流調水。西線工程位于青藏高原東南部,屬高寒缺氧地區,自然環境較為惡劣,交通不便,且處于褶皺強烈、活動斷裂較為發育的強地震帶,地質條件較為復雜,工程技術難點相對較多,工程投資大。
三條調水線路雖各有其難點,但均可以克服和解決。在南水北調各個時期的前期工作中,分別對存在的問題進行了深入的分析研究,提出了解決方案。
綜上所述,南水北調工程東、中線和西線三條調水線路,各有其合理的供水范圍和供水目標,并與四大江河形成一個有機整體,可相互補充。實現“四橫三縱”的總體布局,可充分發揮多水源供水的綜合優勢,共同提高受水區的供水保證程度。要解決黃淮海流域、膠東地區和西北內陸河部分地區的缺水問題,三條調水線路都需要建設。
(二)南水北調工程實施安排
為了使南水北調工程調水規模與經濟社會發展的不同階段及其經濟、環境和水資源承載能力基本適應,《南水北調工程總體規劃》提出了工程分期建設方案,在規劃的50年期間內,南水北調工程將分三個階段實施。
2002—2010年為實施南水北調工程近期階段。2010年以前完成東線一、二期工程和中線一期工程,年總調水規模約200億m3。主體工程靜態投資1450億元。與此同時,力爭西線一期工程項目在2010年左右具備開工條件。南水北調東線一期工程和中線一期工程前期工作比較成熟,2002年可開工建設能夠單獨發揮效益的單項工程。
2011—2030年為實施南水北調工程中期階段,主要是建設東線第三期、中線第二期工程和西線一、二期工程,年調水規模約增加168億m3,累計達到368億m3左右。主體工程靜態投資1480億元。同時,積極做好西線三期工程以及中線工程后續水源的前期工作。
2031—2050年為實施南水北調工程遠期階段,即實施西線三期工程,年總調水規模約增加80億m3,累計達到448億m3左右,主體工程靜態投資約1930億元。同時,積極做好西線工程后續水源建設的前期工作。
二、東線工程規劃
東線工程利用江蘇省已建的江水北調工程,逐步擴大調水規模并延長輸水線路。從長江下游揚州附近抽引長江水,利用京杭大運河及與其平行的河道逐級提水北送,并連通起調蓄作用的洪澤湖、駱馬湖、南四湖、東平湖。出東平湖后分兩路輸水:一路向北,在位山附近經隧洞穿過黃河,經擴挖現有河道進入南運河,自流到天津,輸水主干線全長1156km,其中黃河以南646km,穿黃段17km,黃河以北493km;另一路向東,通過膠東地區輸水干線經濟南輸水到煙臺、威海,全長701km。
江蘇省從1961年建設江都泵站開始,經過40年的建設,在蘇北地區初步建成抽引江水的江水北調工程和自流引江的東引工程兩大供水系統,江水北調工程以江都抽水站為起點,以京杭運河為輸水骨干河道,可輸水至連云港、徐州及南四湖的下級湖。現已建成的江都、淮安、淮陰、泗陽、劉老澗、皂河、劉山、解臺、沿湖等9個梯級22座泵站,總裝機容量18.5萬kW。該工程具有抽江400m3/s(考慮備用,實際抽江能力為508m3/s)的規模,近10年平均抽江水量約33億m3,干旱年抽江水量可達60億~70億m3。截至2000年,已經具備向南四湖的下級湖輸水30m3/s的能力。大部分抽水泵站可在汛期結合當地骨干排水河道進行排澇。東引工程以三江營和泰州引江河高港樞紐為引水口門,經新通揚運河、鹵汀河、泰東河等河道向里下河地區和沿海灘涂墾區輸水,引水能力為715m3/s。此外,還可以利用通榆河一期工程輸水50m3/s到蘇北灌溉總渠以北地區。
東線工程前期工作始于20世紀50年代初,1972年大旱以后,開始編制東線工程規劃,于1976年完成《南水北調近期工程規劃報告》,1990年提出了《南水北調東線工程修訂規劃報告》,1992年提出了《南水北調東線第一期工程可行性研究修訂報告》。2001年11月完成的《南水北調東線工程規劃(2001年修訂)》是第二次規劃修訂成果。
(一)工程規模及水量分配
東線工程的主要供水范圍是黃淮海平原東部和膠東地區,達18萬km2。主要的供水目標是解決津浦鐵路沿線和膠東地區的城市缺水以及蘇北地區的農業缺水,補充魯西南、魯北和河北東南部農業用水以及天津市的部分城市用水。東線工程除調水北送外,還兼有防洪、除澇、航運等綜合效益,也有利于作為我國重要歷史遺跡的京杭大運河的保護。
東線工程的水源地是長江干流的下游,水量豐富、穩定,水質良好,可調水量主要取決于工程規模。確定東線工程合理調水規模需要考慮在盡可能利用原有河道或擴大輸水河道時,不對當地的防洪、排澇和航運產生較大影響,并具有經濟技術合理性。
東線工程除解決沿線城市缺水,并可為江蘇江水北調地區的農業增加供水,補充京杭大運河航運用水以及為安徽洪澤湖周邊地區提供部分水量,據此確定東線工程的總調水規模為:抽江水量148億m3(流量800m3/s);過黃河水量38億m3(流量200m3/s);向膠東地區供水21億m3(流量90m3/s)。
東線工程完成后,多年平均增加供水量106.2億m3(未包括江蘇省江水北調工程的現狀供水能力),扣除輸水損失后,凈增供水量90.7億m3。考慮江蘇省江水北調工程已經發揮效益的現實,參照現行的調度原則,經過調節計算擬定了黃河以南各調蓄湖泊的北調控制水位,一般情況下,當湖泊水位低于控制水位時,受水區只使用新增泵站抽水能力抽引江水北調,湖泊內蓄水量供當地使用。
(二)工程線路
東線工程輸水線路的地形是以黃河為脊背,向南北傾斜。在長江取水點附近的地面高程為3~4m,穿黃工程處約為40m,天津附近為2~5m。黃河以南需建13級泵站提水,總揚程約65m。輸水線路通過洪澤湖、駱馬湖、南四湖、東平湖四個調蓄湖泊。兩個相鄰湖泊之間的水位差在10m左右,各規劃建設3級泵站。南四湖的下級湖和上級湖之間設1級泵站。東線工程輸水線路共分為八段,黃河以南輸水線路分為五段、13個梯級,另三段是穿黃工程段、黃河以北輸水線路段和膠東地區輸水線路段。
第一段長江至洪澤湖,該段利用現有的里運河和即將開挖的三陽河、潼河,以及淮河入江水道三路輸水。
第二段洪澤湖至駱馬湖,利用現有的中運河及徐洪河雙線輸水。
第三段駱馬湖至南四湖,利用中運河接韓莊運河、不牢河以及房亭河三路輸水。
第四段南四湖段,除利用全湖輸水外,須在部分湖段開挖深槽,并在二級壩建泵站抽水入南四湖上級湖。
第五段南四湖以北至東平湖,擴挖梁濟運河、柳長河輸水,新建長溝、鄧樓、八里灣3個梯級泵站,由八里灣提水至東平湖老湖區。
第六段穿黃河工程段,穿黃位置選在解山和位山之間,包括南岸輸水渠、穿黃樞紐和北岸穿越位山引黃渠道埋涵三部分。
第七段黃河以北輸水線路段,擴挖小運河,新開臨清—吳橋輸水干渠,在吳橋縣城北入南運河,利用南運河輸水至天津九宣閘,再經馬廠減河入天津北大港水庫。
從長江到天津北大港水庫輸水主干線長約1156km,其中黃河以南646km,穿黃段17km,黃河以北493km;分干線總長約795km,其中黃河以南629km,黃河以北166km。
第八段膠東地區輸水線路段,從東平湖至威海市米山水庫,分為三段,西段由東平湖經濟南至引黃濟青干渠的分洪道節制閘,長240km;中段利用現有引黃濟青渠道,從分洪道節制閘至宋莊分水閘,長142km,有2級泵站;東段從引黃濟青干渠的宋莊分水閘至威海米山水庫,長319km,建7級泵站。其中,西段240km列入南水北調東線主體工程,其他段工程單獨立項建設。
(三)調蓄工程
黃河以南利用洪澤湖、駱馬湖、南四湖、東平湖進行水量調蓄,現狀總調節庫容33.9億m3,規劃將洪澤湖蓄水位由現狀的13.0m抬高至13.5m,駱馬湖由23.0m抬高至23.5m,南四湖下級湖由32.5m抬高至33.0m。抬高三個湖泊的蓄水位后,總調節庫容可增加至46.9億m3;規劃并利用東平湖老湖區蓄水,調節庫容2億m3。南四湖的上級湖和東平湖蓄水位是否抬高,需在可行性研究階段進一步論證及確定。
黃河以北規劃擴建河北的大浪淀、千頃洼和加固天津的北大港水庫等,總調節庫容約10億m3。
(四)泵站工程
東線工程利用現有的泵站16座,總裝機容量14.9萬kW,規劃在東線輸水干線上新建泵站51座,新增總裝機容量52.9萬kW。
(五)治污工程
為保證東線工程輸水水質達到國家地表水Ⅲ類的要求,在東線規劃區內,規劃實施清水廊道工程、用水保障工程和水質改善工程,形成 “治理、截污、導流、回用、整治”五位一體的治污工程體系。治污項目共5類369項,包括城市污水處理工程135項、截污導流工程33項、工業結構調整工程38項、工業綜合治理工程150項、流域綜合整治工程13項。
三、中線工程規劃
中線工程從長江支流漢江丹江口水庫陶岔渠首閘引水,沿線開挖渠道,經唐白河流域西部過長江流域與淮河流域的分水嶺方城埡口,沿黃淮海平原西部邊緣,在鄭州以西孤柏嘴處穿過黃河,沿京廣鐵路西側北上,可基本自流到北京、天津,受水區范圍15萬km2。從陶岔渠首閘至北京團城湖,輸水總干線全長1267km,其中黃河以南477km,穿黃段10km,黃河以北780km。天津干線從河北省徐水縣分水向東至天津外環河,長154km。
(一)可調水量與工程規模
根據1956—1997年水文系列分析,漢江流域水資源總量為582億m3,丹江口以上水資源總量為388億m3,占全流域的66.7%。經對漢江上游用水消耗調查分析,預計2010年和2030年丹江口水庫入庫水量分別為362億m3和356億m3;考慮漢江中下游地區未來經濟社會和生態環境的需水要求,在建設興隆樞紐、引江濟漢、改擴建沿岸部分引水閘站和局部整治航道工程后,2010水平年丹江口水庫多年平均需下泄水量162.2億m3,2030水平年需下泄水量165.7億m3。據此,丹江口水庫可調水量為120億~140億m3,保證率為95%的干旱年份可調水量為62億m3。總體規劃確定中線工程的調水規模為130億m3左右。
中線工程分兩期實施。一期工程多年平均調水量95億m3,渠首設計流量350m3/s,加大流量420m3/s,供水范圍包括豫、冀、京、津。二期工程在一期工程的基礎上擴大輸水能力35億m3,多年平均調水量達到130億m3。
(二)水源工程
中線工程近期從丹江口水庫引水,后期結合未來北方受水區需水要求的變化,將長江作為后續水源比選方案加以研究。
丹江口水庫于1958年開工建設,1973年建成初期規模,壩頂高程162m,正常蓄水位157m,相應庫容174.5億m3,死水位140m,相應庫容76.5億m3。水庫的主要任務是防洪、發電、供水、航運,為防洪而預留的庫容為55億~77億m3。水電站總裝機容量90萬kW,保證出力24.7萬kW,年發電量38億kW·h,是華中電網的主要調峰電站。在庫區河南省淅川縣境內建有陶岔引水閘和清泉溝引水隧洞,分別為河南省刁河灌區150萬畝和湖北省清泉溝灌區210萬畝農田供水,枯水年份的供水量約15億m3。
規劃將丹江口水庫大壩加高14.6m,壩頂高程為176.6m,正常蓄水位從157m提高至170m,水庫由不完全年調節提升為不完全多年調節,相應庫容達到290.5億m3,新增庫容116億m3。比較現狀,新增防洪庫容33億m3,新增興利庫容49.5億~88.3億m3。大壩加高后,一期工程的多年平均調水規模為95億m3,特枯年份調水量為62億m3,基本滿足需調水量的要求;同時,可使漢江中下游防洪標準由20年一遇提高到100年一遇,兩岸14個民垸70多萬人可基本解除洪水威脅。丹江口水庫的主要任務將調整為防洪、供水、發電、航運。
(三)輸水工程
渠首在丹江口水庫陶岔閘,沿伏牛山南麓山前崗壟、平原相間地帶向東北方向延伸,在方城縣城南過江淮分水嶺埡口進入淮河流域,在魯山縣跨過(南)沙河和焦枝鐵路經新鄭市北部到鄭州,在鄭州以西約30km的孤柏嘴處穿越黃河,然后沿京廣鐵路西側向北,在安陽西北過漳河,進入河北省,從石家莊西北穿過石津干渠和石太鐵路,至徐水縣分水兩路,一路向北跨北拒馬河后進入北京市團城湖,另一路向東為天津供水。
1.輸水工程形式比選
輸水工程比較了全線渠道、全線管涵、明渠為主局部管涵等多種輸水方式,還研究比較了黃河以北分高線、低線的輸水線路。渠首分別研究了800m3/s、630m3/s、500m3/s、350m3/s、250m3/s、150m3/s等6種引水規模。對輸水工程共研究比較了6類30多個方案。
明渠方案調水量大、工程投資少、水價低,并可在豐水年加大流量輸水,便于兼顧農業和生態用水,但占地較多,水量損失較大,需要采用輸水安全及質量保護設施。管涵方案水量損失小、占地少、輸水安全性高,但投資大、水價高,且難以兼顧農業和生態用水,與明渠在同等輸水規模條件下相比較,投資和水價均高出一倍以上。因此,管道方案一般適用于小規模輸水。根據北方受水區的需水要求,經技術經濟綜合分析比較,總干渠采用以明渠為主、局部管涵的方案。
明渠全斷面襯砌,與交叉河道全部立交。對地質條件復雜、人口聚集、高填方渠段和交叉建筑物密集的渠段,將采用管涵方式。如總干渠的北京段因交叉建筑物密集,天津渠線段因坡降較陡,需穿越大清河分蓄洪區等原因,規劃采用管涵輸水。
由于總干渠的調蓄工程較少,為了提高北調水的利用率,有專家提出黃河以北分高、低線輸水的方案,高線給城市供高保證率的水,低線用引黃入淀線路供水到白洋淀,形成一條新海河,又稱生態河。對此,在總體規劃中進行了深入研究,考慮黃河以北有許多現有河道可以輸水,可以通過總干渠設置的分水口向這些河、渠分水,現階段不宜另開一條生態河,避免增加投資、占地和多消耗水量。規劃還考慮從黃河西霞院水庫至中線北平皋開挖連接渠,長約60km,將黃河與中線總干渠相連接。因此,通過中線渠道與沿線河流、渠道交叉處的分(退)水設施,在漢江、淮河或黃河水量較豐時,可以向河道、渠道放水,給農業和生態擴大補水。
2.輸水總干渠
輸水總干渠(含天津干線)穿越大小河流686條,其中集水面積大于20km2的205條。全線有交叉建筑物1774座,其中與河渠交叉建筑物832座,鐵路交叉建筑物42座,公路橋735座,分水口門73處,節制閘51座,退水閘38處,泵站3座。
3.穿黃工程
穿黃工程是中線總干線上規模最大、條件最復雜、單項工期最長的關鍵性交叉建筑物。幾十年來,對穿黃線路和方式經過長期研究,曾比較了與黃河平交、立交和平立交多種方案,最后選擇了立交。穿黃位置在伊洛河口—鄭州鐵路橋54km黃河河段內比較了桃花峪、牛口峪和孤柏嘴等10多條穿黃線路,選擇了位于黃河鄭州鐵路橋以西約30km,孤柏嘴附近的李村和滿溝兩條穿黃線,相距約2km。工程結構型式研究了隧洞和渡槽兩種方案。
(四)調蓄工程
中線工程的調蓄考慮了以下原則和措施:①將丹江口水庫、漢江中下游及受水區的地表水、地下水作為一個大系統,統一進行供水調度,充分發揮丹江口水庫的調蓄作用;②在受水區將現狀已向城市供水的已有大中型水庫參與調節計算,其中位置較高、中線工程不能直接充蓄的水庫,可對受水區供水進行補償調節;③對位置較低,中線工程可以直接充蓄,但不能向總干線輸水的水庫、洼淀,作為附近城市供水的調節水庫;④增加在線調節水庫,為提高北京、天津供水保證率,宜改擴建河北省徐水縣境內的瀑河水庫,調蓄庫容2.1億m3。
輸水線路東西兩側現有向城市供水的水庫和洼淀19座,總調蓄庫容67.5億m3;可充蓄的調節水庫、洼淀調蓄庫容10.9億m3。
(五)漢江中下游治理工程
中線工程從丹江口水庫多年平均調水為130億m3時,對漢江中下游生活、生產和生態用水將有一定的影響,通過興建興隆水利樞紐、引江濟漢工程,改擴建沿岸部分引水閘站,整治局部航道等四項工程,減少或消除因調水產生的不利影響。規劃確定的一期工程調水規模為95億m3,對漢江中下游影響較小但考慮到環境問題的復雜性和敏感性,仍安排了漢江中下游上述四項治理工程項目;第二期工程將視環境狀況變化等因素,再考慮興建其他必要的水利樞紐。
四、西線工程規劃
西線工程是在長江上游通天河、支流雅礱江和大渡河上游筑壩建庫,開鑿穿過長江與黃河分水嶺巴顏喀拉山的輸水隧洞,調長江水入黃河上游。
(一)可調水量與工程規模
西線工程的供水目標,主要是解決涉及青、甘、寧、蒙、陜、晉等6省(自治區)黃河上中游地區和渭河關中平原的缺水問題。結合興建黃河干流上的大柳樹水利樞紐等工程,還可以向臨近黃河流域的甘肅河西走廊地區供水。
通過對規劃區各調水河流20余處引水樞紐的分析研究,規劃選定了三個調水區,即雅礱江的2條支流和大渡河的3條支流,多年平均徑流量61億m3,可調水量40億m3;雅礱江阿達樞紐處多年平均徑流量71億m3,可調水量50億m3;通天河側坊樞紐處多年平均徑流量124億m3,可調水量80億m3。規劃區三個調水區多年平均總徑流量256億m3,可調水總量170億m3,分別占引水樞紐處河流徑流量的65%~70%。
綜合分析可調水量和缺水量,以及經濟技術合理性等綜合因素,規劃確定西線工程調水規模為170億m3。西線工程分三期實施,一期工程年調水40億m3,二期工程增加年調水50億m3,三期工程增加年調水80億m3。
(二)工程規劃
在通天河、雅礱江、大渡河三條河及其支流上的引水河段內共研究了20余座引水樞紐,分析比較了30多條引水線路。通過技術經濟分析比較,淘汰了全部抽水和全部明渠方案,選擇其中以自流和隧洞輸水為主的5條引水線路。經綜合選比,確定西線調水的工程布局為:從大渡河和雅礱江支流調水的達曲—賈曲自流線路(簡稱“達—賈線”);從雅礱江調水的阿達—賈曲自流線路(簡稱“阿—賈線”);從通天河調水的側坊—雅礱江—賈曲自流線路(簡稱“側—雅—賈線”)。
達—賈線:在大渡河支流阿柯河、麻爾曲、杜柯河和雅礱江支流泥曲、達曲5條支流上分別建引水樞紐,聯合調水到黃河支流賈曲,年調水量40億m3,輸水期為10個月。該方案由“五壩七洞一渠”串聯而成,輸水線路總長260km,其中隧洞長244km,明渠16km。
“五壩”即在5條引水河流上各建一座引水樞紐,即達曲的阿安、泥曲的仁達、杜柯河的上杜柯、麻爾曲的亞爾堂和阿柯河的克柯。壩高分別為115m、108m、104m、123m、63m,年引水量分別為7億m3、8億m3、11.5億m3、11.5億m3、2億m3。“七洞”即利用線路通過河流的地形,將輸水隧洞自然分為七段,全長244km,其中達曲—泥曲段長14km、泥曲—杜柯河段長73km、杜柯河—結壤段長33km、結壤—麻爾曲段長3km、麻爾曲—阿柯河段長55km、阿柯河—若果郎段長16km、若果郎—賈曲段長50km。最長洞段73km,最大洞徑9.58m。“一渠”即隧洞出口由賈曲到黃河的16km明渠。
阿—賈線:在雅礱江干流阿達建引水樞紐,引水到黃河支流的賈曲,年調水量50億m3。該方案主要由阿達引水樞紐和引水線路組成,樞紐大壩壩高193m,水庫庫容50億m3。引水起點阿達樞紐壩址高程3450m,由隧洞輸水。在達曲接達—賈聯合自流線路,平行布置輸水隧洞一直到黃河賈曲出口,高程3442m。輸水線路總長304km,其中隧洞288km(最長洞段73km,洞徑10.4m);明渠長16km。
側—雅—賈線:在通天河上游側坊建引水樞紐,壩高273m,輸水到德格縣浪多鄉匯入雅礱江,順流而下匯入阿達引水樞紐,布設與雅礱江調水的阿—賈自流線路平行的輸水線路,調水入黃河賈曲,年調水量80億m3。側坊樞紐壩址高程3542m,死水位3770m,雅礱江浪多鄉入口處高程3690m。側坊—雅礱江段輸水線路長度204km,其中,兩條隧洞平行布置,每條隧洞長202km,分7段,最長洞段62.5km,洞徑9.58m;明渠2km。雅礱江—賈曲段線路與從雅礱江調水的阿—賈自流線路相同,線路長度304km,其中兩條平行隧洞的長度288km,可分為8段,最長洞段73km,洞徑9.58m。
五、南水北調工程總體規劃成果
南水北調工程總體規劃階段的主要成果是《南水北調工程總體規劃》、12個附件,以及45個專題研究成果,成果清單詳見表4-1-1。
2002年8月23日,國務院總理主持召開國務院第137次總理辦公會議,審議了《南水北調工程總體規劃》。會議原則同意《南水北調工程總體規劃》;同意成立國務院南水北調工程領導小組;同意通過提高水價建立南水北調工程建設基金;原則同意江蘇三陽河工程和山東濟平干渠工程在總體規劃批準后,今年年內開工。要求國家計委、水利部根據會議提出的意見,對匯報稿作進一步修改后,提請中央政治局常委會審議。2002年10月9日,國務院總理主持召開國務院第140次總理辦公會,復議并通過了丹江口水庫大壩加高工程的立項申請,要求抓緊開展丹江口水庫大壩加高工程庫區淹沒實物指標調查和移民安置規劃工作。
表4-1-1 南水北調工程總體規劃成果清單

續表

續表

按照國務院第137次和140次總理辦公會議精神,國家計委和水利部對南水北調工程總體規劃做了認真修改,并受國務院委托,于2002年10月10日向中共中央政治局常務委員會作了匯報,中央領導審議并通過了《南水北調工程總體規劃》,并于2002年12月23日批復了《南水北調工程總體規劃》。要求抓緊做好各項前期工作,盡早實施南水北調工程,早日通水,造福于人民。
12月27日上午10時,南水北調工程開工典禮在北京人民大會堂和江蘇省、山東省施工現場同時舉行,國務院總理朱镕基在北京人民大會堂主會場宣布南水北調工程開工。從此,舉世矚目的南水北調工程將歷史性地由規劃階段轉入新的前期工作和部分單項工程實施階段,東、中線一期工程正式開工建設。